混凝土用外加剂

混凝土用外加剂

章伟国混凝土是土木、建筑、水利以及许多工程中使用得十分广泛的材料，随着科学技术的不断发展，对混凝土的各方面性能就会不断地提出各种新的要求。如何满足这些要求，可以采用多种途径，而使用混凝土外加剂则是其中一种效果显著、使用方便、经济合理的手段。特别是在客运专线，要求混凝土具有良好的耐久性，使用寿命为100年，必须按高性能混凝土的要求施工，因此，配制高性能混凝土所需的高效减水剂更是必不可少的。目前，混凝土外加剂已逐渐成为混凝土中除砂、石、水泥和水之外必不可少的第五组分材料。依据GB8075的定义：混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入，用以改善混凝土性能的物质，掺量不大于水泥质量的5％（特殊情况除外）。混凝土外加剂种类繁多，其性能各异，所起的作用也不尽相同，但综合起来，有以下几个方面的特点：改善新拌混凝土的工作性能，达到易于施工的目的。调整混凝土的硬化时间。如在泵送混凝土施工、大体积混凝土施工中，为了延缓混凝土的凝结时间，要掺入缓凝剂；而在喷射混凝土施工中，要使混凝土快速凝结，则要加入速凝剂；而在某些条件下，需要提高混凝土的早期强度，则要加入早强剂。改善硬化混凝土的性能。如提高混凝土密实性、抗冻性及抗渗性，改善混凝土的干燥收缩及徐变性能，防止混凝土的腐蚀等，均要加入一定种类的外加剂，以提高混凝土的耐久性。事实上，这种定义也只能反应外加剂的某一侧面。因为混凝土外加剂的作用及功能往往不是单一的。比如，泵送剂一定会有高效减水剂的功能，还可能有缓凝剂、保水剂的功能。因此，一种外加剂究竟可以归为什么样的外加剂，主要还要视使用时以何功能为主，这一点应引起广大试验员的注意。1.减水剂1)减水剂的作用机理①吸附一分散作用水泥絮凝结构示意图减水剂的作用简图②润滑塑化作用：溶剂化水膜根据使用条件不同，掺减水剂可以产生以下几个方面的效果：a．在原配合比不变的条件下，可增大混凝土拌合物的流动性，且不致降低混凝土的强度。b．在保持流动性及水灰比不变的条件下，可以减少用水量及水泥用量，节约水泥。c．在保持流动性及水泥用量不变的条件下，可以减少用水量，从而降低水灰比，使混凝土的强度及耐久性得到提高。2)减水剂常用品种(1)普通减水剂（减水率5~10%）①木质素系减水剂②多元醇系(2)高效减水剂(减水率10%~25%）①萘系减水剂②水溶性树脂减水剂(3)高性能减水剂（减水率>25%）氨基磺酸盐、多羧酸系接枝类共聚物(4)复合减水剂3)减水剂的使用技术饱和点问题掺量：0.3%~1%不等掺法：同掺、后掺与水泥的相容性混凝土减水剂混凝土减水剂是混凝土所有外加剂中使用最广泛、能改善混凝土多种性能的外加剂。当减水剂加入混凝土中，在保持流动性不变的情况下能减少混凝土的单位体积内的用水量，这是混凝土减水剂的基本性质。高效减水剂的减水率在12％以上，在高性能混凝土中使用的减水剂减水率要达到20％以上减水剂的发展历史近代混凝土减水剂的发展已有60多年的历史。20世纪30代初，美国、美国、日本等已经在公路隧道、地下工程中使用木质素磺酸盐类减水剂。到60年代，混凝土减水剂得到了较快发展。90年代，日本在该领域投入了大量的人力与资源，并获得了成功，开发出了系列性能较为优异的聚羧酸盐系减水剂。1995年以后聚羧酸盐系减水剂在日本的使用量超过了萘系减水剂。聚羧酸盐系减水剂是直接用在有机化工原料通过接枝共聚反应合成的高分子表面活性剂，它不仅能吸附在水泥颗粒表面上，使水泥颗粒表面带电而互相排斥，而且还因具有支链的位阻作用，从而对水泥分散的作用更强、更持久。因此，聚羧酸盐系减水剂被认为是目前最高效的新一代减水剂。高效减水剂的分类方式很多，如按功能分可以分为引气型、早强型、缓凝型、保塑型减水剂等。羧酸盐系高效减水剂该类减水剂用量很少时，就能够有效降低混凝土的粘度，提高混凝土的流动性和减少坍落度损失，因而成为近几年来高效减水剂的一个发展趋势。综合比较，该类减水剂具有前几种减水剂所无法比拟的优点，具体表现为：⑴低掺量⑵坍落度损失小⑶在相同流动度下比较时，可以延缓水泥的凝结⑷分子结构上自由度大，制造技术上可控制的参数多，高性能化的潜力大；⑸合成中不使用甲醛，因而对环境不造成污染；⑹与水泥和其他种类的混凝土外加剂相容性好；⑺使用聚羧酸盐类减水剂，可用更多的矿渣或粉煤灰取代水泥，从而降低成本。减水剂对混凝土性能的作用机理减水剂的功能是在不减少水泥用水情况下，改善新拌混凝土的工作度，提高混凝土的流动性，在保持一定工作度的情况下，减少水泥用水量，提高混凝土的强度；在保持一定强度的情况下，减少单位体积混凝土的水泥用量，节约水泥；改善混凝土拌和物的可泵性以及混凝土的其他物理力学性能。减水剂与水泥的适应性

减水剂对水泥的适应性是指减水剂在相同条件下，因水泥不同而使用效果有较大差异，甚至收到完全不同的效果。如同一种减水剂使用相同的掺量，但因水泥的矿物组成、石膏品种和掺量、混合材、水泥细度等不同，其减水效果及对水泥混凝土的凝结时间等有较大影响。由于减水剂与水泥存在适应性的问题，故在减水剂使用过程中，应对水泥和外加剂进行选择，应进行试验确定水泥和外加剂。在施工过程中，在配制混凝土前还应进行试验和试拌，确保两者相互适应，再进行混凝土施工，以避免在施工过程中出现问题，造成不必要的麻烦。4.引气剂使砼在搅拌过程中引入在量的均匀分布的封闭的微小气泡，（20~1000um）。（1mm=1000um）主要目的：（1）改善砼和易性——滚珠作用；（2）提高防渗、抗冻性（一定引气量范围内）；（3）强度一般降低，但可以由减水作用得到一定的补偿。

松香类：松香热聚物，松香皂0.005~0.02%；引气量3~5%；

木质素类：不是以引气为主要目的，故掺量稍大，且引气量也不大；烷基苯磺酸盐类：十二烷基苯磺钠等（0.005~0.02%）皂素类：0.001~0.01%常用引气剂品种引气量影响因素（1）掺量（2）原材料影响（3）引气剂最好配制成液体再加入（由于掺量小的不易均匀分散）（4）振动时间

与之相对应又有稳泡剂和消泡剂之分。（与减水剂复配，可减少强度降低值。）掺外加剂混凝土性能指标试验方法一）取样及编号（1）外加剂试验分为点样和混合样。点样是在一次生产的产品中所抽取的试样，混合样是三个或更多的点样等量均匀混合而取得的试样。（2）生产厂应根据产量和生产设备条件，将产品分批编号，掺量大于1％及以上的同品种的外加剂每一编号为100t，掺量小于1％的外加剂每一编号为50t、不足100t、